Question

20．某固體的樣品組成中可能含有鐵、硫酸銅、碳酸鈣、硫酸鈉、氯化鈉．為探究其組成，進(jìn)行如下探究實(shí)驗(yàn)；
①稱取一定質(zhì)量的樣品，加足量水溶解，過(guò)濾，得到濾渣和濾液；
②稱量濾渣質(zhì)量為12.32g，向?yàn)V渣中滴加10%的稀鹽酸至不再產(chǎn)生氣體，共消耗稀鹽酸73g，收集產(chǎn)生的氣體，檢驗(yàn)出氣體質(zhì)量為3.56g；
③向?yàn)V液中加入足量硝酸鋇溶液生成23.3g沉淀
請(qǐng)回答：
（1）產(chǎn)生的氣體是氫氣和二氧化碳；
（2）經(jīng)分析，樣品中一定含有硫酸銅，原因是根據(jù)產(chǎn)生氣體為3.56g可計(jì)算出濾渣中含鐵1.12g和含碳酸鈣8g，所以12.32g的濾渣中應(yīng)該還含有其他固體，只能為銅；
（3）向?yàn)V渣中滴加10%的稀鹽酸至不再產(chǎn)生氣體后所得溶液中一定含有溶質(zhì)有氯化鈣和氯化亞鐵；
（4）根據(jù)上述條件推斷固體樣本中一定含有的物質(zhì)是鐵、硫酸銅、碳酸鈣、硫酸鈉；
（5）寫出實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的一條反應(yīng)方程式Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑．
（6）如果明確樣品質(zhì)量，你認(rèn)為能（填“能”或“否”）確定可能含有的物質(zhì)是否存在．

Answer 1

分析 根據(jù)提供的物質(zhì)結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行分析解答，碳酸鈣是不溶于水的物質(zhì)，鐵是不溶于水的物質(zhì)，鐵能與鹽酸反應(yīng)生成氫氣，碳酸鈣能與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w；根據(jù)鹽酸的用量確定生成的氣體的種類；根據(jù)加入硝酸鋇產(chǎn)生的沉淀的質(zhì)量確定物質(zhì)的類別，據(jù)此解答．

解答 解：（1）稱量濾渣質(zhì)量為12.32g，向?yàn)V渣中滴加10%的稀鹽酸至不再產(chǎn)生氣體，共消耗稀鹽酸73g，收集產(chǎn)生的氣體，檢驗(yàn)出氣體質(zhì)量為3.56g，鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，若是全部生成氫氣，設(shè)氫氣的質(zhì)量為x，
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
     73          2
    73g×10%     x
$\frac{73}{2}=\frac{73g×10%}{x}$  x=0.2g
碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，設(shè)二氧化碳的質(zhì)量為y
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑ 
           73                      44
         73g×10%                y
$\frac{73}{44}=\frac{73g×10%}{y}$  y=4.4g
現(xiàn)在生成的氣體的質(zhì)量為3.56g，故含有氫氣和二氧化碳；
故填：氫氣和二氧化碳；
（2）設(shè)生成3.56g氣體，鐵消耗的鹽酸的質(zhì)量為a，生成的氫氣的質(zhì)量為b，
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
    73        2
    a         b
$\frac{73}{2}=\frac{a}$  
則碳酸鈣消耗的鹽酸的質(zhì)量為7.3g-a，生成的二氧化碳的質(zhì)量為3.56g-b
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
      73              44
      7.3g-a         3.56g-b
 $\frac{73}{44}=\frac{7.3g-a}{3.56g-b}$
a=1.46g，故碳酸鈣消耗的鹽酸的質(zhì)量為“7.3g-1.46g=5.84g
設(shè)鐵的質(zhì)量為x
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
56    73
x      1.46g
$\frac{56}{73}=\frac{x}{1.46g}$  x=1.12g
設(shè)碳酸鈣的質(zhì)量為y
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100      73
y        5.84g
$\frac{100}{73}=\frac{y}{5.84g}$  y=8g
而濾渣的質(zhì)量為13.32g，故一定含有銅，鐵能與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，故一定含有硫酸銅，
故填：根據(jù)產(chǎn)生氣體為3.56g可計(jì)算出濾渣中含鐵1.12g和含碳酸鈣8g，所以12.32g的濾渣中應(yīng)該還含有其他固體，只能為銅；
（3）濾渣中含有鐵和碳酸鈣，能與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵，碳酸鈣能與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣，故填：氯化鈣和氯化亞鐵；
（4）銅的質(zhì)量為12.32g-1.12g-8g=3.2g，設(shè)硫酸銅的質(zhì)量為x
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
       160                  64
        x                     3.2g
$\frac{160}{64}=\frac{x}{3.2g}$   x=8g
8g硫酸銅生成的硫酸鋇的質(zhì)量為y
CuSO₄+Ba（NO₃）₂=Cu（NO₃）₂+BaSO₄↓
160                                                  233
8g                                                     y
$\frac{160}{233}=\frac{8g}{y}$  y=11.65g
而加入硝酸鋇以后生成的沉淀的是23.3g，故一定含有硫酸鈉；
故一定含有的物質(zhì)是鐵、硫酸銅、碳酸鈣和硫酸鈉，故填：鐵、硫酸銅、碳酸鈣、硫酸鈉；
（5）鐵能與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，故填：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；
（6）如果明確樣品質(zhì)量，可以確定氯化鈉是否存在，故填：能．

點(diǎn)評(píng) 本題為常見(jiàn)的物質(zhì)成分的推斷，解答本題的關(guān)鍵是要掌握物質(zhì)的性質(zhì)，本題難度較大，要細(xì)心梳理解答．